印刷電路板組件的7種常見(jiàn)故障模式（2021年最佳指南）

2020-12-25

PCB組裝是一個(gè)多步驟過(guò)程，包括表面貼裝技術(shù)（SMT）和通孔技術(shù)。利用通孔技術(shù)，將組件引腳放置在板上并使用波峰焊進(jìn)行焊接。某些SMD組件可以放置在電路板的下面，并使用波峰焊進(jìn)行焊接。 

利用表面貼裝技術(shù)，將焊膏施加到PCB的焊盤(pán)上，將元件放置在其上，然后將電路板發(fā)送至回流焊爐，以便焊膏可以熔化并在元件引腳之間建立電氣和機械連接和PCB。

如果在PCB組裝測試中失敗，則將組裝好的印刷電路板放置在夾具中，并對其施加電流，然后電路板開(kāi)始工作。

 然后，將這組有源封裝放置在氣候箱中，在該箱中暴露于溫度波動(dòng)中，以確定這種氣候壓力是否會(huì )導致板故障。然后分析失敗的原因?？諝饣ぎa(chǎn)品公司的經(jīng)驗，技術(shù)和氣體可以幫助提高獲利能力和設備壽命，減少缺陷并優(yōu)化IC組裝和測試的運營(yíng)成本。

通常，在構建電路之后，讀者會(huì )對看不到它起作用感到不快。即使在檢查了組裝件之后，他也沒(méi)有發(fā)現任何錯誤。但是，PCB組裝中有許多常見(jiàn)的故障會(huì )影響組裝。其中一些錯誤如下所述。

1）二極管D1在組件中反轉。觀(guān)察原始圖（圖）中所示的指示陰極的條的位置，以及組裝者進(jìn)行組裝時(shí)的工作方式–圖1。

2）功率晶體管或SCR的反相。在圖2中，我們顯示了其中一個(gè)組件的位置反轉的情況。請注意，在原件中，組件的金屬零件朝下，而裝配工則相反。這樣，該設備將無(wú)法工作。

3）小功率晶體管（SOT-54和類(lèi)似晶體管）的位置反轉。在裝配圖中必須注意組件的平坦面。如果在附圖中顯示平坦的一面朝上時(shí)，該晶體管的平坦一面朝下，則該設備將無(wú)法工作。參見(jiàn)圖3。

4）更換晶體管。放置了另一種類(lèi)型的晶體管來(lái)代替原始類(lèi)型的晶體管。當組件外觀(guān)相同時(shí)（例如，在BC548和BC558中），可能會(huì )造成混亂。它們是不同的，更換會(huì )阻止設備工作。

5）連接位置錯誤。在端子板或橋上錯誤的位置焊接的電線(xiàn)可能會(huì )損害組裝。參見(jiàn)圖5中的示例。

6）組件連接錯誤。在圖6中觀(guān)察到，雖然原始圖中的電阻器連接到中間端子（基極），但在組裝完成時(shí)，電阻器連接到發(fā)射極端子（在右側）。此類(lèi)錯誤會(huì )損害設備的運行。

7）pcb組裝中的這種故障在橋接組裝中非常常見(jiàn)，橋接組裝是更基本的組裝，組件端子之間可能發(fā)生短路。注意圖中的電阻端子必須分開(kāi)。如果一個(gè)人觸摸另一個(gè)人，則可能會(huì )發(fā)生短路，從而損害設備的操作。

如何在電子板上找到缺陷？

知道如何在電子板上找到缺陷是卓越汽車(chē)制造商最重要的優(yōu)點(diǎn)之一。實(shí)際上，不斷的搜索是為了防止這些錯誤的發(fā)生。但是，如果對檢查進(jìn)行有效的管理，則可以及早發(fā)現它們，并避免將其復制到大量部件中。

最近，我們在博客上談到了如何犯錯對于業(yè)界來(lái)說(shuō)是昂貴的。在本文中，我們強調保持流程保持一致以避免以下情況的重要性：

停止生產(chǎn)–已發(fā)現PCB組裝故障的生產(chǎn)線(xiàn)需要立即停止。根據裝配的體積和節奏，這可能是巨大的損失。

將專(zhuān)業(yè)人員從最初的角色轉移– 找到原因是解決問(wèn)題的第一步，但這并不總是很明顯。因此，某些專(zhuān)業(yè)人員可以專(zhuān)門(mén)致力于這一點(diǎn)，這對于工廠(chǎng)的順利運營(yíng)而言并不有趣。

避免損害公司的聲譽(yù)– 比前兩個(gè)選擇更糟糕的是，缺陷沒(méi)有被發(fā)現并到達消費者手中。這樣的結果可能代表聲譽(yù)受損和銷(xiāo)售下降。

如何在實(shí)踐中發(fā)現電子板上的缺陷？

根據我們的經(jīng)驗，電子板組裝中最大的錯誤來(lái)源之一是錫膏的應用。從歷史上看，大約70％以上的缺陷來(lái)自此過(guò)程的這一階段。這是關(guān)鍵時(shí)刻，因為應該接受焊膏的焊盤(pán)“匹配”模板的開(kāi)口。盡管這是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的過(guò)程，但仍需要對設備，漿料和所用技術(shù)進(jìn)行大量維護。但是焊膏不是唯一可能發(fā)生的問(wèn)題。在實(shí)踐中學(xué)習如何發(fā)現電子板上的缺陷：

其中“ S上的缺陷？

這是學(xué)習如何在電子板上找到缺陷的第一步。為此，您需要知道在哪里看。焊錫膏是一個(gè)很好的線(xiàn)索，但這不是唯一的選擇。有趣的是，貴公司采用錯誤調查方法，可以分別檢查每個(gè)項目。該清單取決于組裝過(guò)程的工作方式，但是有些項目很重要：

機械

檢查所有設備是否正常運行。預測性維護和設備校準不可忽略，否則將變得更加難以知道如何在電子板上找到缺陷。如果您完全確定一切正常，則可以遵循其他指導。

人為失靈

一些組裝步驟取決于人工干預，因此甚至在工作開(kāi)始之前就必須使所有細節與團隊保持一致。如果不這樣做，由于通信或理解失敗，可能會(huì )發(fā)生一些錯誤。這就是為什么工藝單是出色的裝配線(xiàn)中必不可少的工具的原因。

設計錯誤

錯誤可能不是在執行中發(fā)生的，而是在概念中發(fā)生的。在這種情況下，需要完全更改卡布局。因此，在經(jīng)驗豐富的專(zhuān)業(yè)人員的幫助下以及在最終組裝之前執行原型至關(guān)重要。

模板設計的正確概念對于防止在焊膏施加過(guò)程中焊盤(pán)中的缺陷（例如，短路，不足或過(guò)多的焊料）至關(guān)重要。

檢測技術(shù)及設備

由于PCB組裝失敗的原因很多，您可能會(huì )問(wèn)自己：“我怎么知道我的卡有問(wèn)題？是否有有助于了解如何在電子板上找到缺陷的設備或技術(shù)？”。是的，它們存在并且對于不允許印版離開(kāi)裝配工顯示出缺陷是至關(guān)重要的?？纯此鼈兪鞘裁矗?span>

邊界掃描  

這是一種用于測試集成電路中印刷電路板或子塊上的互連器的方法。邊界掃描還用于觀(guān)察集成電路引腳的狀態(tài)，測量電壓或分析子塊。

功能測試  

它是在最終產(chǎn)品中制成的，也就是說(shuō)，最終消費者將如何使用它。它非常有效，因為它模仿了實(shí)際情況并完全根據上下文進(jìn)行了處理。當不使用該技術(shù)時(shí)，在將板植入產(chǎn)品中時(shí)，可能會(huì )受到一些外部影響，從而使操作變得困難，并使識別缺陷更加困難。

帶釘床的電氣測試

這是使用包含針頭的模板完成的測試。在此設備中，在電子板上的特定點(diǎn)進(jìn)行測量。要應用此技術(shù)，公司必須具有足夠的設備和特定的硬件來(lái)實(shí)現此功能。還可能使用萬(wàn)用表和示波器等傳統設備進(jìn)行小量測量。

如何組裝電子板

知道如何組裝電子板是專(zhuān)業(yè)公司的職業(yè)。由于它是動(dòng)態(tài)的，高度精確的任務(wù)，需要特定程度的知識，因此需要不斷改進(jìn)，這會(huì )使任務(wù)變得更加復雜。

更不用說(shuō)購買(mǎi)設備來(lái)使生產(chǎn)線(xiàn)保持最新，團隊培訓和投入管理。這就是為什么許多公司選擇雇用PCBMAY而不是內部化其流程并實(shí)行自我組裝管理的原因。它更簡(jiǎn)單，更便宜，最重要的是，它具有更有效的結果。

下面，我們列出了10個(gè)步驟，這些步驟說(shuō)明了如何出色地組裝電子板。這并不意味著(zhù)所有項目都將經(jīng)過(guò)相同的步驟。相反，良好的組裝取決于服務(wù)的定制和對每個(gè)項目需求的單獨評估。但是，為了實(shí)現卓越，重要的是要了解所有可能性，然后才能為組裝產(chǎn)品做出最佳選擇。

 規劃

一切都從規劃開(kāi)始，但是在如何組裝電子板的情況下，這變得尤為重要。很明顯，一旦組裝起來(lái)就知道了。很難修復或重做板。維修中出現錯誤的可能性非常大，導致需要從頭開(kāi)始進(jìn)行組裝。 

因此，對于PCBMAY而言，最重要的行為之一 就是就電路板的所有需求與客戶(hù)進(jìn)行初步調整。目的是最終結果與預期完全一致，并且沒(méi)有與通信失敗有關(guān)的挫折。

工藝表

仍在談?wù)撏ㄐ?，工藝表是如何正確組裝電子板的主要秘訣之一。從此初始對齊開(kāi)始，所有說(shuō)明都將傳遞到本文檔，該文檔將成為組裝指南。 

為了取得成功，流程表需要標準化并且所有團隊成員都可以理解。主要優(yōu)點(diǎn)是可以保護生產(chǎn)線(xiàn)免受不可預見(jiàn)的事件的影響，例如更換員工。有了明確的工藝表，所有說(shuō)明都清晰易懂，并且裝配標準化。

組件的接收

到目前為止，您已經(jīng)知道知道如何組裝電子板不僅取決于工藝本身，對嗎？這是并非所有人都想到的相關(guān)步驟之一。但是，收到不正確（或無(wú)效）的組件可能會(huì )對最終產(chǎn)品產(chǎn)生嚴重后果，例如組件更換或零件狀況不佳。 

接收物料時(shí)，必須對其進(jìn)行檢查，計數，標識和標記，插入系統，檢查并最終將其發(fā)送到庫存。此過(guò)程是基礎，因此，當用于組裝本身的套件分離時(shí)，不會(huì )發(fā)生錯誤，一切都會(huì )按計劃進(jìn)行。

組件注冊

當您知道如何正確組裝電子板時(shí)，所有項目都將通過(guò)組件注冊。那時(shí)，項目用代碼（IPN）分隔。這些代碼由工程部門(mén)在客戶(hù)（負責項目）的協(xié)助下生成。

除了組織之外，這還防止了具有非常相似特征的組件之間的混淆。如果根據特性而不是根據代碼進(jìn)行識別，則可能會(huì )造成混亂并造成災難性的后果。

對機器進(jìn)行編程

由于先前的流程可以很好地協(xié)調一致，對機器進(jìn)行編程就變得簡(jiǎn)單而精確。員工只需要了解設備以及如何組裝電子板即可。

另一個(gè)重要的一點(diǎn)是要確保校準正確并且已經(jīng)放置了組裝所需的輸入，例如組件本身或用于施加焊膏的流體。

插入組件

完成上述所有步驟后，實(shí)際上您需要了解如何組裝電子板。當然，機器可以完成工作。用于SMD組件的自動(dòng)插入設備非?？焖偾揖哂辛钊擞∠笊羁痰木?。但是，如果沒(méi)有對它們進(jìn)行很好的編程和定義良好的過(guò)程指導，那么這種效率將毫無(wú)用處。

裝配配置的檢查和檢查可以通過(guò)離線(xiàn)軟件完成。它提供的數據和圖像可以進(jìn)行性能分析，組件的尺寸，位置和極性，收集和插入的位置和速度以及其他裝配特性。

因此，例如，如果發(fā)生錯誤，例如缺少組件，則可以立即識別并糾正它。

錫膏的應用

錫膏的應用是一個(gè)非常敏感的過(guò)程，是組裝電子板時(shí)最大的錯誤來(lái)源。此時(shí)，將PCI插入設備，必須接受焊膏的焊盤(pán)與稱(chēng)為模板的金屬板的開(kāi)口“匹配”。粘貼不良會(huì )導致產(chǎn)品出現不一致的可能性更大。 

一些預防措施是必不可少的。其中包括高質(zhì)量的模板，良好的PCI支持，有效且處于均質(zhì)化和設備清潔狀況良好的焊膏。

回流爐

焊膏的施加使組件得以固定，但沒(méi)有被焊接在板上。只有回流爐中的高溫才能確定該組件的插入位置。 

每個(gè)板都需要定義熱分布圖，即涉及產(chǎn)品特性，溫度和時(shí)間的配置。此輪廓是使用稱(chēng)為熱輪廓跟蹤儀的設備開(kāi)發(fā)的。

X射線(xiàn)檢查

組裝板時(shí)要遵守所有必要的注意事項，但是您怎么知道它是否正確？X射線(xiàn)檢查是發(fā)現錯誤（甚至是人眼看不見(jiàn)的錯誤）的有效方法。這個(gè)過(guò)程并非總是必需的，因為大多數時(shí)候傳統測試就足夠了。但是，對于需要最大精度的產(chǎn)品，擁有這種資源可以增加價(jià)值。

X射線(xiàn)檢查能夠識別出不一致之處，例如：

焊錫量–正如我們已經(jīng)提到的，過(guò)量的焊料會(huì )損害印版的操作。如果這是問(wèn)題所在，則可以識別X射線(xiàn)。

球形空隙–被稱(chēng)為“空隙”，可以少量容忍這些空隙，但是如果它們超過(guò)極限值，則必須在X射線(xiàn)片檢查中加以識別并修復。

短路–它們也可以通過(guò)X射線(xiàn)識別，并且主要是由于球之間的接頭不正確造成的。 

     10.激光雕刻

激光雕刻是確保電子板可追溯性的步驟。在將產(chǎn)品發(fā)送給客戶(hù)之前，需要在生產(chǎn)過(guò)程的所有階段對其進(jìn)行識別。如果沒(méi)有激光雕刻，則使用通用標簽進(jìn)行識別。問(wèn)題在于，隨著(zhù)時(shí)間的流逝，它們可能會(huì )散落或失去墨水，以致無(wú)法讀取。

使用激光雕刻時(shí)，數據如下：

生產(chǎn)日期;

制造商的名稱(chēng)，

客戶(hù)和產(chǎn)品；

制作順序；

檢驗數據。
在任何類(lèi)型的電子組件中，都必須特別注意組件的位置和連接。我們看到的內容對于端子橋組件有效，但同樣適用于任何其他類(lèi)型的組件。在印刷電路板，接觸矩陣等中，必須始終注意項目的最小細節。